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气象短信服务从2001年初期出现以来,让人们可以对气象信息随时了解,方便人们出行,也对农业以及一些行业的发展提供了巨大帮助。而随着社会的发展,智能手机的出现,给气象短信服务带来了巨大的挑战,因此在这个时期气象短信服务营销因子必须有所改变,才能够使其在这个信息时代之中继续为人们提供更好的服务。
1服务质量随着社会经济文化的发展,人们生活水平的提高,人们对各种服务的质量要求有了很大的提高。对于气象短信服务来说,想要在这个时代之中立于不败之地,就必须要为广大人民群众提供更高的服务质量。比如说提高气象信息的准确性、真实性、有效性。由于智能手机让大家随时上网,大家自己在网上就可以随时对气象方面的信息进行了解,了解到的信息不单单都是真实的,而且还是实时的,所以对于气象短信服务只有提高服务质量,提高精细化服务水平,才能够使其在智能手机的冲击之下继续占有一定的市场。
2服务费用由于智能手机的出现,大家可以随时上网,而现在各大运营商也都推出了各种各样的上网套餐,对大家来说,通过智能手机上网是非常合算的一件事情。而大家在使用气象短信服务的时候,是要额外缴费的,虽然每个月仅仅是几元钱,而对于一些使用智能手机上网的人来说,要是使用上网功能来进行气象查询的话,每个月也仅仅只要一定的上网费就可以完成,有的虽然每个月上网费用比较多,不过其不单单通过上网来了解气象信息,还可以上网了解其他信息等等,换句话说,即使大家不了解气象信息,上网费用也是要花费的。如果气象短信服务的费用依然延续过去的费用的话,在现代信息竞争时代中面临举步维艰。
3服务用语人们都希望可以得到好的服务,也都希望听到或者看到的服务用语贴心,这样的服务才能够让大家满意。利用智能手机的上网功能来了解气象信息,非常的方便,及时。而且有些平台中在进行气象信息提醒的时候会用很多网络语言,让大家感觉到有意思,同时用语也非常的规范,因此其更加受到人们的青睐。所以对于气象短信服务来说,在保证气象信息的真实准确的同时,在服务用语方面,要保证礼貌用语,同时也可以利用一些网络流行语言,这样可以拉近与客户的距离,让大家对这样的服务更满意。在服务用语方面,其还包括在进行营销的过程中与消费者进行电话沟通的用语,要保证在进行营销的过程中让消费者体会到亲切的感受,不能打扰到消费者休息,同时,还要保证礼貌用语。这样才会达到营销的目的。
二、新形势下智能手机对气象短信服务营销因子影响的建议
在新形势下智能手机对气象短信服务营销因子的影响十分巨大,甚至让气象短信服务接近一种濒临灭亡的边缘了,根据当前的形势以及人们的需求,对改进新形势下气象短信服务营销因子提出了如下建议。
1提高服务质量现在人们对各种服务最大的一个要求就是质量,对于气象短信服务来说,其质量要求也就是气象信息的准确性,这是最重要的一点。所以气象短信服务必须要保证为客户所提供的气象信息是真实的,这样才能够吸引更多人来进行气象短信定制。所有的气象短信信息,都必须提供的是权威性的气象台的信息,保证让用户可以在第一时间就了解到最真实的气象信息。对一些特殊的灾害性天气预警,要提前,这是除了每天为用户发送气象信息的以外的服务,一旦天气有突然变化,或者是有冰雹、暴风雨等灾害性天气的时候,要提前进行预警信息的,让用户能够提前对灾害性天气进行准备,这样用户满意,也会与其他人进行气象短信服务的宣传,这样也会吸引到更多人来开通气象短信服务。这是最有效的营销方式之一。
2降低服务价格由于智能手机的冲击,气象短信服务不得不降低价格,因为智能手机了解气象信息可以说是免费,不论是智能手机的自带功能,还是利用智能手机上网来了解气象信息,大家可以说都不需要费用。因为大家使用智能手机就都会上网,自然也就可以通过网络来随时了解到气象信息了,这样大家是不需要任何的费用。气象短信服务的价格看似比较低,而实际上与智能手机相比,大家使用的费用还是比较高的,这样的话,就不利于大家选择气象短信服务。所以要降低服务价格,在保证质量的基础上,来使服务的价格进一步的降低,这样才能够让更多人继续选择气象短信服务。同时在进行营销方面,也要让用户了解到气象短信服务与智能手机的服务或者是其上网了解气象信息的服务方面的优势,将价格方面的优势以及这样的价格大家将会享受到什么样的服务等等让大家了解清楚,这样也将会有助于用户选择气象短信服务。
3改变服务用语对于气象短信服务来说,服务用语主要是两方面,一方面是气象短信的用语,一方面是在进行营销的过程中与客户进行电话沟通的用语。在气象短信用语方面,必须要保证用语的准确性,虽然现在没有对气象用语的专门规定,不过要保证在短信中所应用的气象用语可以让消费者一看就懂,可以对气象信息有一个准确了解,防止短信方式发送的气象信息让消费者阅读以后对气象信息有错误的认识。同时,为了满足当前消费者的需求,在进行气象短信发送的时候,可以有一些贴心的小提示,让消费者可以感受到温暖。还可以利用一些当前的网络等流行语言,让气象短信服务也与时俱进。一方面是对营销过程中与客户的电话沟通用语,要保证用语的礼貌性。有的时候,由于我们在拨打电话进行营销的过程中会遇到各种各样的客户,有的态度会很好,有的态度会非常差,甚至有的时候由于我们打扰到了对方,还会有破口大骂的顾客出现,对于这样的顾客,大家也要进行礼貌服务。对于有抱怨的客户要解释清楚自己的目的;对于破口大骂的客户,要提示其使用礼貌用语。在进行营销的时候,也要注意拨打电话的时间,最好是在周末的时候拨打客户电话,时间要尽量避开客户休息时间,不宜过早,也不宜过晚,同时还要将中午客户午休的时间也空出来。这样不会打扰到客户,在电话沟通之中,大家要做到不论是客户态度怎么样,都要保证礼貌。
增加多种实用气象指数针对社会公众分布在各行各业,需求不一的情况,进一步提高信息内容的实用性、指导性,为人们的生活安排提供更多更好的建议,可增加洗车指数、出行指数、健康指数、雨伞指数、旅游指数、道路交通指数等气象短信信息服务。
三、总结
1.1休闲农业基本概况休闲农业是指利用田园景观、结合农林渔牧生产、农业经营活动、农村文化及农家生活,发展观光、休闲、旅游的一种新型农业生产经营形态,其特色主要在于满足人们对农村自然环境和农村人文活动环境的向往。休闲农业以与大自然密切相连的农业为基点,以乡村休闲为最大的卖点在国内得到迅猛发展,先后形成了农家乐、休闲农场、民俗度假村和休闲农业生态园等形式多样、功能各异的模式和类型。截止至2012年底,我国共有8.5万个村开展了休闲农业与乡村旅游活动,休闲农业与乡村旅游经营主体达到170万家,其中农家乐150万家;从业人员2800万,占全国农村劳动力的6.9%;年接待游客8亿人次,实现营业收入超过2400亿元[3]。同时,“十二五”时期是我国全面建设小康社会的关键时期,是加快转变经济发展方式的攻坚时期。城乡居民收入的提高、消费方式的转变、新农村基础设施的改善,都为休闲农业提供了难得的发展机遇。
1.2休闲农业面临的气象灾害休闲农业是以农业和农村为载体,传统农业和休闲旅游业相结合的一种新型生态产业。农业生产在种类、品种和布局上都发生了根本性变化。高投入、高产出的果树、花卉、茶叶、反季蔬菜、水产养殖等特色农产品占据主要地位,通过人工规划布置,与田园风光相结合,营造一种回归自然乡村的氛围。但这种人工农业生态系统抵御自然灾害的能力严重不足,大风、暴雨、冰雹、雷电、强降温、大雪、连续高温以及连续阴雨寡照等气象灾害都可能造成经济损失。大风天气会使农作物叶片机械擦伤、苗木倒伏、树枝折断、落花落果而影响产量。暴雨天气会致使田块受淹,影响作物生长和品质。冰雹和大雪都会破坏大棚的外膜,甚至造成大棚坍塌,对棚内农畜产品带来严重损失。2013年4月山西阳泉出现暴雪天气全市塌损温室104个,大棚41个,露地蔬菜受冻面积50亩,涉及14个乡镇20个基地,直接经济损失500余万元。连续的阴雨寡照常常造成种子霉烂、发芽,病虫害的滋生蔓延,导致作物减产。夏季热雷雨能导致鱼塘残渣加速分解,水中还原物和浮游生物增加,耗氧量大,造成水中缺氧,使鱼类感染疾病,甚至死亡。水温在25-35℃、久晴不雨时,草鱼出血病流行。强雷暴天气还会使大面积钢架大棚以及户外务农人员遭受雷击事故。全国雷电灾害统计报告显示,全国每年都有多起农民田间务农遭雷击身亡事件。由此可见尽管很多农园采用了温室、大棚、人工气候室等现代化农业设施,通过环境调控为动植物生长提供适宜的温度、湿度、光照和空气等环境条件,一定程度上摆脱了对自然环境的依赖。但仍然受到自然气候条件(如光、温、水)的约束[5,6],气象灾害更对休闲农业具有直接破坏的影响,多发的灾害天气还会影响农园的经营。
2、休闲农业气象服务需求分析
2.1、高效准确的灾害性天气预报和预防措施天气变化时刻影响着农业生产,农园依据每日常规天气预报合理安排农事,但突发性天气事件往往给农业生产带来不便。准确率高、传递速度快、预报提前量长的重大灾害性、关键性、转折性天气预报服务效果显著。调研中无锡江阴一位农庄老板谈到去年10月收到气象与农业部门联合的大风天气预警短信后,及时对园内葡萄架和果树进行加固和防护,避免了数十万元损失。同年8月西安灞桥区村民几年来苦心经营的150亩葡萄园遭受大风破坏,预计损失达300万元。如果农园都能提前了解到各类灾害性天气的预报和预警,就能及时采取措施减少损失。同时由于广大务农人员对气象灾害了解甚少,及时获悉气象灾害的研究成果和预防措施,更能提升休闲农业防灾减灾能力。
2.2、微气候的监测和研究农业微气候监测是指对温度、光照、湿度、风向、风速、气压等气象要素进行连续不间断观测,通过研究分析,准确定量各类动植物优质生长的生态条件和气候指标。准确的气候测报改变了过去天气预报区域性大,生产活动较为被动的状态,使得种养殖过程中施肥、杀虫、喂饲料、清洁等工作时效性更强,生产效率得到广泛提高。同时在人工环境(温室、大棚、人工气候室等)中开展微气候监测可以掌握气象要素随外界环境变化的规律,一些现代化农园通过科技手段调节室内的微气候指标,可以控制农产品的生长指标,提高农产品的产量和品质。
2.3、精细化的专项气象服务休闲农业具有投入大、效益高、与气候紧密依存的特点。各类特色农产品的发育、开花、成熟等关键期,以及运输、储存、销售需要更精细化的气象服务。在常规天气预报的基础上,通过专业加工、衍生,开发出针对休闲农业产品特点的多要素预报,以及重点环节的农情气象业务,有利于提高农业生产效益。同时结合休闲农业自然景观和休闲旅游的特点,开发有针对性的旅游气象服务,更能适应休闲农业的发展。
2.4、气候资源开发和利用气候资源是为农业生产提供物质与能量的可再生资源,其光、热、水等要素特征,在很大程度上决定了农业生产类型、生产率和农业生产潜力。科学分析和评估一个地区的农业气候资源的时空分布特征,对高效利用农业气候资源,合理布局产业结构具有十分重要的意义。休闲农业通过改变产业结构,引进新型农产品和特色水产养殖来满足市场需求,吸引游客前来观光旅游。这些特色农产品的种植大多未作气候可行性论证,气象部门也无法主动介入引种的科学论证[8],导致当地的气候资源不能充分利用,产业结构不能因地制宜,损失难以避免。
2.5休闲农业气象防灾减灾服务在气候变化的影响下,休闲农业受制于极端天气事件和病虫害的威胁日趋严重,需要更加完善的气象灾害监测预警服务体系。休闲农园从业人员普遍对气象知识缺乏,希望气象部门加强气象科普宣传,增强涉农人员对气候资源、农业气象、灾害防御等实用技术的应用能力。同时近年来新增的各类农业保险为休闲农业避免和减少了种养殖风险,气象部门应参与理赔气象指标的制定,及时为受灾农园提供理赔鉴定服务,减小气象灾害造成的损失。
3、休闲农业气象服务的现状及存在问题
近年来受全球气候变化影响,极端天气事件频发,气候灾害制约着休闲农业的发展。休闲农业对气象服务的需求不断提升,以期能更好的利用气候资源提高防灾减灾能力。中国气象局和各地气象部门为适应休闲农业的发展需要,不断加强相关技术应用研究,更新气象服务手段,部分地区还建立起了休闲农业气象预报系统,增强了休闲农业气象服务能力,进一步开展创新性研究并丰富业务服务工作手段。主要表现在以下几个方面:一、不断完善休闲农业气象服务系统。各地气象部门逐步建立农业气候资源数据库,并对当地气候资源特征和气象灾害分布和发生频率进行了详细分析[5],构建了特色农产品的周年服务方案和指标集,使得休闲农园布局和农产品选择更加科学。全面拓展多媒体传播渠道,运用LED电子屏、气象预警短信、气象大喇叭等设施,开展为农服务直通车,及时传递气象信息,取得了良好的效益。二、开展休闲农业专项气象服务。在常规天气预报的基础上,增设了多种气象指数预报,开发了集预报模型库和数据查询为一体的天气预报系统。建立了休闲农业气象信息服务系统,及时向相关从业人员提供短期和中长期气候预测和气象灾害应对措施。开展了休闲农业微气候监测和研究,为休闲农业发展提供气象保障。三、加强农业气象科研与合作。各地气象部门与高校进行了大量的实验研究,并加强与农业生产部门合作[9],共建科技示范基地,开展各类特色农产品气象灾害防御指标、病虫害防治指标、危害等级预报的研究,建立信息共享、联合会商机制,发挥气象科技对休闲农业的推动作用。尽管气象部门在休闲农业气象服务工作中取得了很多成绩,但仍不能满足国内休闲农业迅猛发展要求,还存在诸多的不足和差距。具体表现在:一、气象服务技术能力不足。气象预报信息内容单一,服务产品针对性不强,精细化程度不够,科技含量不高[10],不能有效运用到一些特色农产品的生产管理中。传统预报模式的滞后性和中长期预报的准确性不能满足迅速发展的休闲农业对气象信息时效性的要求。目前大多数休闲农园还不具备气候自动监测系统,各地气象部门缺乏休闲农业气候监测网络和远程服务管理。基层气象部门设施落后,各类气象科研成果难以在休闲农业气象服务中展开应用。二、农业气象复合型人才缺乏。多年来,我国农业气象队伍整体发展缓慢,知识层次高和知识面广的农业气象人才较少[7],一线气象服务人员普遍对特色农产品在生产过程中生理特性和病虫害防治了解甚少,对环境因子对作物生长发育的影响机制、作物生长模拟等研究不够深入,面对气象灾害和病虫害无法做出科学的生产指导,限制了气象服务的水平和实效性。三、休闲农业气象服务机制尚不完善。休闲农业主体是企业,不是传统意义上的农民,专项气象服务是休闲农业发展过程中不可或缺的一部分。在休闲农业迅速发展的趋势下,气象部门与涉农企业合作方式、服务机制等还有待完善,气象为农服务任重而道远。
4、休闲农业气象服务发展方向
4.1转变理念,建立气象服务新思路。气象服务领域从传统种植农业向休闲农业、特色农业、工厂农业等现代农业转变,甚至包括农业发展、农村稳定、农民增收等“三农”各个方面。服务产品从对大宗作物服务产品转变到开发针对特色农产品的个性化服务产品。服务内容从粗放化服务转变到精细化,从间断转变到全程,涵盖农产品的关键生长期以及存储、销售和运输等各个环节。在目前农业气象服务的基础上,针对休闲农业的需求,建立一套全面、高效、专业的休闲农业气象服务体系。
4.2加强休闲农业气象服务科技支撑长期内外协作开展农业气象的研究和试验,在深入研究气象因子与作物关系的基础上,形成特色动植物不同生育期与环境关系的指标体系。加强GIS等现代信息技术和动态农业气象模型的应用,使农业气象服务由定性为主转变为以定量为主。同时开发专业化、精细化、可视化、动态化的气象服务产品,运用现代通信技术和计算机技术,建立智能化气象服务平台。各地气象部门还要积极推进业务与科研的结合,强化科研成果转化,助力休闲农业发展。
4.3加强气候资源区划和宏观规划。发展以气候资料、遥感反演、GIS多种小网格空间插值模型为基础,应用先进区划技术、方法与指标体系,制定精细化农业气候区划。针对各地气候特点,开展休闲农业气候可行性论证。同时结合各地资源环境和市场供求做好区域规划,因地制宜,适度发展,合理搭配农产品品种类型,优化资源配置和合理布局产业,充分利用地域气候资源,降低休闲农业生产的风险。
随着数字多媒体技术、高容量硬盘存储技术、视音频智能识别技术的成熟,以语音和图像识别为基础的广播电视监播系统已成为广播电视监播的发展方向。传统广播电视监播系统主要是人工监播和硬盘录像,存在监播成本高,效率低等特点。为了对天气预报节目及广告进行监播,掌握各档节目播出的时间,分析统计各广告播出情况,更好地服务广大广告客户,福建省气象影视中心紧随新技术的发展,建立了适应气象影视经营发展的智能监播系统。
二、气象影视节目监播的重要性
气象影视事业经过三十多年的发展,已经在全国的省、地甚至县的各级气象部门得到普遍的开展。各地大多建立了相应的气象影视制作和经营部门,小仅进行天气预报节目的制作,还开展了气象影视广告的经营,俨然成为一个个小电视台。
福建省气象影视中心自开展气象影视节目制作以来,便伴随着气象影视广告的市场开发和经营,并且在1991年特别成立了福建省新气象广告公司专门负责广告的经营。目前,广告公司承担了福建电视台八个频道、十八档节目、二十四个播出时次的“天气预报”节目广告的市场经营开发,涉及对数十家广告企业与客户的服务。
为了及时了解气象节目的播出情况,满足客户对广告播出情况的监督,必须对各个频道节目的播出时间和播出内容进行监播和采集。一方而,经过对采集到的节目视频的分析,确定各档节目播出时间的准时性,及时向各电视频道反馈节目播出时间的偏差并协商纠正。同时,审查各广告播出的编排和播出情况,及时向客户提供广告播出视频和监播报告。另一方而,通过保存节目和广告播出的完整视频及播出资料,以备与电视台及广告客户出现争议时提供必要的依据。多年实践证明,进行气象影视节目播出的监播是气象影视经营顺利发展的重要保障。
三、福建气象影视监播系统的发展
福建省气象影视中心使用的节目监播系统已经历了三代的技术模式。第一代是二十世纪初购置的多通道硬盘录像机。该系统采用全时段录制、全人工检索的技术模式。全时段录制需占用大量的硬盘空间,硬盘存储录制视频的时间跨度少,无法进行长时间的检索查询。同时,存在检索工作繁琐,费时费力、效率低下,设备故障频出,并们-.们小能客观记录监播结果等诸多缺陷。但是,基于当时的技术发展和资金投入能力,系统还是较好地应付了对节目和广告的监播需要,并为中心以后的节目监播技术发展积累了经验。
(二)引进了网络硬盘录像机进行节目录制和广告监播。该系统可采用全时段录制和定时录制的方式。使用定时录制方式可大大减少硬盘占用空间,增加节目视频的录制和保存长度,方便节目和广告的检索和查询。但是,采用定时录制也会出现因电视台节目播出时间临时调整而录制小上的现象。虽然该系统也提供网络检索功能,可无需在硬盘录像机上进行操作即可进行检索,但功能较为简单,仅提供一般的检索、查看、下载功能,无法进行有效数据统计分析。
(二)随着图像处理技术与模式识别技术的快速发展,基于电视内容,依靠u而特征(人体特征和物体特征)来进行u而识别的技术得以实现。系统能在高速CPU技术的支持下,对视频u而的关键部分进行建模,并与原有模板库进行比对,从而精确识别电视的内容。
利用集监看、视音频/TS流收录于一身的多格式网络监测收录系统,依靠专业开发的收录软件及网络传输技术,实现了对RF/ASI接u,cuss接u,sDI接u,aEs接u和IP网络中点到多点的高效数据传送,有效节约网络带宽,降低网络负载,大大提高数据传输的效率。智能高效的系统设计可降低设备的造价,提高系统的工作效率和使用成本,可适应气象影视制作和播出的实际需求。经过充分的调研和分析,结介气象影视节目和广告监播的要求,通过与设备提供商的紧密介作,制定了气象影视智能监播系统的解决方案。
四、气象影视节目监播的基本要求
(一)根据福建电视天气预报节目在多个频道播出的实际情况,系统必须能够同时对多个电视频道的节目和广告进行同步监测和采集;
(二)电视天气预报节目的广告形式多样,包括平播广告、城市开窗广告、侧屏广告、角标广告等形式。除平播广告外,其它的广告形式都没有广告配音,也小是全屏广告(开窗或侧屏)。监播系统必须对小同形式的目标广告进行u而自动识别。
(三)监播系统记录的内容需要包括:播出节目和广告的名称、开始时间、结束时间、前节目、后节目、前广告、后广告、本组广告的数量,本条广告在本组所处的序号等。对目标节目和广告进行自动检索和列表统计、打印。系统支持节目和广告样本的跨频道、跨媒体识别,节目和广告样本能够适介于所有的广播电视频道。
(四)系统采用文件方式对视音频数据进行处理,能够自接对兼容的数据文件进行处理,充分保证了系统的可靠性,确保数据小会丢失。
(五)系统提供标准接日的播放插件,视频文件可以使用微软MediaPlayer接进行播放。并且提供转码工具,转换成DVD、VCD、WMV、RM等多种视频格式。
(六)支持多终端网络管理。在使用部门建立广告播出管理平台,实现广告播出的网络传输和交播手续的无纸化,及广告播出管理的互动和监督。
(七)系统可建立气象节目和广告政策的网络平台,方便广告客户的监看,实现自动提供播出广告的长度、时间、频次,以作为落实广告播出介同的依据。
五、监播系统的技术方案
主要技术特点
1.整个系统满足最多16路模拟电视信号24小时稳定运行实现监测录制,实现MPEG2\H.264压缩录制(压缩码流从SOOKb/ps一SMb/ps可调);
2.支持对信号的区域识别比对,通过文件的方式实现对实时信号的比对,当信号出现时即时录制。实现视频的预录制功能,可在5秒一60秒之间人工设置预录制时间;
3.采用FIFO(先进先出)原则管理系统存储,整个系统完全满足对所有频道的全时录制,录制视音频信号有1个月以上的存储量,并可根据需要扩充存储硬盘阵列,增加录制视音频信号的存储时间;
4.可实时叠加自定义的LOGO,时间,标志,频道信息等资料;
5.实现对录制素材的剪辑,介成,检索,统计,查询,浏览,回放等功能;
6.提供流媒体的接u,可在每个客户端实现TS流的整流录制和单PS流、单TS流录制功能。
7.系统具有可扩展性,系统的输入日可任意增加,可扩充至CVBS\HDSDI\SDSDI\ASI\AES等接u,只需要增力ii编转码模块即可,系统具有扩展和在线升级能力。
六、结语
气象影视节目监播系统的建设是完善气象影视服务的基础性工程。新一代天气预报节目智能监播系统根据模板库建立的节目片头和广告样本实现智能监播,对各个频道视频流进行比对,将需要的节目和广告视频录制下来,减少了硬盘占用空间,增加节目的存储时间长度。同时,通过网络连接可在各个客户端实现查询检索转码下载,打印统计分析报告等功能。经过统计媒介广告播出情况,对广告的客户类型、产品类别进行统计分析,有效挖掘潜在广告投放客户行业。
MeteoMet计划是EMRP的一部分,并得到欧洲国家计量院联合会(EURAMET)的资助。参加此计划的包括受到资助的18个研究机构和3所大学,以及34个未予以资助的合作机构。该计划的执行期为3年,经费预算为4413683欧元,有6个工作组,30个子项目,计划交付65个成果,总共需要419人月的工作量。
1.主要方向
MeteoMet计划的主要研究方向是气候变化观测所涉及的计量溯源性,以及从计量学的角度对地面和高空大气的温度、气压、湿度、风向风速、太阳辐射观测和气象要素观测量之间的相互影响的研究。
2.科技目标
MeteoMet计划的科技目标基本上可以分为3部分,即新的计量方法,新的校准设施,以及对历时气候资料的计量学处理。具体包括5个方面:气候观测的不确定度评估方法。研发对空气温度传感器进行精确校准的实验室设施和方法;研究建立风速观测计量溯源性的方法。改进湿度传感器及其校准方法。研制可溯源、可自校准、可调式吸收光谱法二极管激光器(TDLAS),研究水分子的吸收线;研究包括基于准球面腔体微波共鸣技术的湿度计、无接触式大气测量量多传感器装置、超声风速计,以及新的基于GPS和伽利略导航卫星的测量方法;研究无线电探空仪观测的计量溯源性;获取用以改进水汽公式的新资料,提出新的用于水汽压力曲线方程式。参考探空仪的校准装置。研发创新性校准系统,包括具有高度优化的热量和物质传导特性的测量箱,建立基于探空仪观测的计量溯源性。自动气象站的校准装置。提出新的自动气象站校准方法和协议,评估太阳辐射和元器件老化对自动气象站的影响;研制可对温度、湿度和气压传感器进行同时校准的实验室和现场校准设施;研发对自动气象站软件进行确认的协议。历史温度资料的计量学处理。评估用旧的技术(方法和仪器)获得的历史温度数据,估计当代数据与历史数据的一致性;研究和开发具有A类和B类不确定度①的不均一的历史观测资料的分析评估方法和软件。
3.MeteoMet计划的6个工作组
MeteoMet计划从管理和专业研究的需要出发,设立了6个工作组:高空观测传感器和技术工作组。研究新的用于高空观测的湿度传感器,建立基于TDLAS的绝对湿度传感器的计量溯源链;研制可溯源至国家标准的可移动校准的标准湿度发生器和新的探空仪传感器校准箱;进行在接近真实高空条件和拥有国家标准环境下的传感器比对。气候要素观测的新方法和新仪器工作组。研究用于低空和高空大气温度、湿度和气压观测的新方法和新仪器,以获取改进饱和水汽方程准确性的新数据。该方程适用的温度范围是-80~100℃,目标不确定度②为0.85%~0.04%。地面气象观测测量方法和协议工作组。针对气候研究和气象学长期、大尺度观测的需要,研究地面温度、湿度、气压和风速观测的可溯源的观测方法和协议,研究超声风速计观测资料的不确定度评估和现场校准方法。观测资料协调化工作组。主要进行历史温度观测资料评估和数据融合的工作。研究历史温度观测资料不确定度的来源,并将这种来源的不确定纳入总的不确定计算报告中,修正气候模式的输入数据。通过这种工作,强化对气候变化的识别、预测和适应性评估。除上述4个专业研究工作组外,MeteoMet计划还设立了“推广和传播”和“管理与协调”两个工作组。
4.MeteoMet计划的预期结果和影响
通过MeteoMet计划的实施,可以推动计量学和气象学研究的发展。预期成果包括:获得一个经过确认的用于欧洲气候指示因子的基本参数规定;获得可靠的测量协议和可溯源的传感器校准规程;推动气象机构所属自动气象站的校准直接溯源至国家标准,使得观测资料更准确并附有不确定度报告;提高对大尺度和长期温度观测资料的标准化和保证计量溯源性的方法的需求。MeteoMet计划的实施,可以促进气候观测资料可靠性的提高和对历史数据的正确解读,降低气候影响模式的不确定度,从而提高长期和短期气候变化预测结果的可靠性。而更可靠的气候变化影响模式可以为制定有效的国际和国家应对气候变化的政策提供更好的指导和依据。
二、MeteoMet计划研究示例
MeteoMet计划所有项目的核心和亮点就是计量溯源性。而计量溯源性的两个核心要素就是校准(不间断的校准链)和不确定度(校准链的每项校准均会引入测量的不确定度)。为满足气候观测的需要,获取高质量的气候资料,进行真正符合计量学意义的校准和不确定度分析具有重要的现实意义。例如,由于不具备符合校准条件的设施,对探空仪就不能实现业务化的实验室校准。对大量布设的自动气象站也不能进行严格现场校准。再例如,气候观测业务采用新的观测方法需要研究解决校准问题。现行的业务化的校准方法也需要改善和优化。例如,目前对于温度观测仪器的校准通常是在液体槽中进行的。而实际上,气温是在空气中观测的。由于空气和液体的性质不同,它们对气温观测所引入的不确定度的贡献也是不同的。这种不同对于气候观测资料的质量也是有影响的。此外,对历史气候资料的计量学处理,主要面临的问题也是计量溯源性和不确定度。MeteoMet计划正是围绕这些实际问题开展了有非常有意义的工作。以下列举几个与我国有关工作可进行对照的MeteoMet计划的研究示例,以帮助对该计划有一个感性的了解。
1.研制探空仪湿度传感器快速校准系统
该项目主要针对的是对参考级探空仪进行实验室校准问题。提高探空仪湿度观测的质量是WMO世界气候观测网参考探空网(GRUAN)的重点。要达到GRUAN要求的精度目标,获得可靠的气候观测资料,一个关键的因素就是通过科学的校准使探空资料具有良好计量溯源性。但是,目前对探空仪的实验室校准是非常困难的。由于在模拟高对流层和低平流层的实验室环境条件下进行湿度校准非常耗时,因而,对探空仪进行实验室校准在目前是难以实现的。为此,MeteoMet计划研发对探空仪湿度和温度传感器的校准方法,创建一个用于建立探空仪观测计量溯源性的参考装置。该项目主要由芬兰计量认证中心承担,具体研发内容包括:应用热量和物质传导研究成果,结合相关的试验,设计和建造一个高效的测量箱。这种测量箱可以缩短包括在低温范围的校准时间,使一套探空仪的校准可以在一天之内完成;研发一种基于饱和器的低至-90℃的霜点温度参考标准;研制对测量箱的空气温度和霜点温度进行准确和有效控制的装置;对整个测量箱进行测试,并进行全面的不确定度分析。
2.研究在空气中进行温度传感器校准的设施和方法
该项目主要针对的问题是降低温度观测的不确定度。对全球气候变化的估计,需要的温度观测资料的不确定度要小于0.1℃。降低温度观测资料的不确定度,需要考虑源自传感器校准方法本身的不确定度。目前,对温度传感器的校准是在液体槽中进行的。而液体与空气的热力环境是完全不同的,由此产生的额外的不确定度经常被忽略。该项目的研究目标是将空气温度传感器校准的不确定度,在-20~50℃范围内,从0.08℃降到低于0.05℃。这项研究有助于增加对气象温度观测的误差来源和现实不确定度的认识。这将提高温度观测(特别是空基观测)的准确度。该项目由英国国家物理实验室负责,具体研发内容是:研制一个准确的空气温度校准设施。该设施将可对气流进行控制,并可随校准环境的变化对热交换进行调整。同时,对仪器和其他热源产生的误差和不确定进行研究分析。最终,在-20~50℃的温度调整范围内,使在空气中进行的温度校准的不确定度小于0.05℃。同时,提出如何将温度调整范围延展的建议。
3.研制可同时对气象站温度、湿度、气压传感器
进行组合校准的实验室校准设施该项目针对的是气象观测要素之间相互影响的问题。目前对自动气象站的校准缺乏对各要素之间的相互影响的考虑。由于传感器的校准不是在类似于野外环境的条件下进行的,所以,常规的校准可能引入系统误差。目前,在欧洲没有专用的可以同时产生和控制温度、湿度、压力、风速和太阳辐射的环境校准箱。这种能同时模拟地球表面条件的校准装置,可以更好地对气象站观测资料的不确定度进行评价,使其具有更可靠的计量溯源性。MeteoMet计划将研制以上所述需求的校准装置。拥有了这种装置将可对温度、湿度、气压单独的校准曲线之间量值的相互干扰,以及太阳辐射和风速对其他观测要素的影响进行研究。这项工作将提出自动气象站温度、湿度、气压传感器校准的新协议和流程,同时还对实验室校准与现场校准的关系进行分析。该项目由多个欧洲科研和计量单位完成,具体研发内容包括:由波兰低温和结构研究院等在实验室条件下,用自动气象站使用的温度(-50~50℃)、湿度(10%Rh~98%Rh)和气压(800~1100hPa)传感器进行测量。用测量结果与华沙大学的自动气象站的日常观测结果进行比对分析。这种比对分析结果可为制定自动气象站校准规范提供基础。由芬兰计量认证中心利用其压力-温度-湿度校准设施,对前述3种气象要素之间,在-50~-20℃的低温范围内相关性进行研究。在此基础上设计出一种考虑到3个要素之间相关性的优化校准规程。由意大利国家计量院建造一个新的自动气象站参考设施,以满足用户对计量溯源性的要求。该装置为圆柱体,直径约1.3m,长度为1m。该校准装置的内部结构适合安装各种自动气象站和气象观测用传感器。温度、压力和湿度可分别单独控制,可同时实现:温度控制偏差小于0.05℃,温度调整范围为-40~50℃;压力控制偏差小于0.1hPa,压力调整范围为750~1100hPa;在温度为0~50℃条件下,湿度范围为5%~98%,准确度为0.3%~0.7%。该装置还可产生最大30m/s的风速,并具有太阳辐射发生器,用以评估风速和太阳辐射对温度、压力和湿度传感器的影响。
4.研制可溯源的自动气象站现场校准装置
该项目主要是针对自动气象站的现场校准问题。现行的自动气象站现场校准存在许多计量学方面的弱点。首先,由于用于比对的标准器不能长期在露天状态下工作,所以校准不能覆盖传感器的整个量程,因此不能完整地确定传感器的直线性和不确定度。同时,也无法对观测要素之间的相互影响进行评估。此外,对在高海拔和极地地区安放的自动气象站需要有明确的校准规定,以保证这些自动气象站能溯源至国家标准。MeteoMet计划研制一种用于自动气象站现场校准的,可安放在中型汽车上的小尺寸可搬运的气候箱。通过这项工作,可以提出保证布设在遥远和高海拔地区的自动气象站的计量溯源性的方法和规程。这种可以同时产生温度、湿度和压力值的气候箱,将建在珠穆朗玛峰脚下,位于尼泊尔境内海拔5050m处的金字塔观测站。通过这种装置和专用的规程,促进高海拔地区气候监测的进步。该项目由意大利国家计量院负责,具体研发内容包括:研究和建造一个缩小尺寸的设施,用于自动气象站的现场校准。这种装置可对温度、湿度和压力传感器进行同时校准,测量范围覆盖自动气象站可能遇到的环境条件。其温度控制偏差小于0.05℃,温度调整范围为-20~50℃;气压控制偏差小于0.1hPa,气压调整范围为500~1100hPa;湿度调整范围为5%~95%,不确定度为1.5%。该装置产生的温度、湿度和气压的值的仪器测量是直接用测量基准进行校准的。
5.开发考虑计量溯源性的用于历史和未来温度资料协调处理的计算模式
该项目主要针对的是历史气候资料的不均一问题。为了改进历史资料序列,需要对不同时期由于采用新的协议对气候资料的影响进行最优估计;同时,还要在模式中考虑不同地区的人类活动。为了获得气候评估所需的时间序列资料的修正值,必须要用最新的统计技术或新的程序进行统计均一性试验和时间序列均一化处理。MeteoMet计划研制一套数学软件模式,用来从计量学测量和不确定度的角度,对时间序列历史资料进行模式化处理。该项目由多个欧洲计量单位负责,具体研发内容包括:由捷克计量院和斯洛伐克计量院负责开发克服历史观测资料地点和时间的不均一性的方法。该方法基于对历史资料的认识和MeteoMet计划其他相关部分研究结果的数学软件模式。该方法可以根据国际温标的演变,重新计算温度值,并包含B类不确定估计;依据对测量方法、观测仪器等方面现有的知识,按照历史资料的质量,对部分或整个资料集进行加权处理。将A类不确定度和B类不确定度包含在对温度趋势的评估中。由挪威计量局负责对该模式进行测试,对取得的进步和遇到的问题进行评估。
三、结束语
1.1气象部门网络安全的主要防御结构
一般情况下,在气象网络中,防火墙是最重要的硬件防御系统之一,根据台站区域网络的组成部件设置防火墙,并根据气象部门业务安全需求采取相应的防控措施。在气象信息中心,多个硬件防火墙被部署在区域网络内重要的业务需求范围内,确保该区域内的气象观测业务可顺利、安全运行。对于突发网络故障,可通过查询网络日志、查看网络历史询问记录等处理,从而使网络恢复正常。同时,网络入侵检测系统也是网络防护的重要手段,可定时对网络中可能存在的入侵或攻击进行检测,查出存在的漏洞、攻击模式和用户行为模式的差别等,并对网络及系统中出现的异常行为作出响应。此外,软件防护系统也是不容忽视的重要环节,通过防病毒软件对计算机网络进行查杀,消除网络中存在的威胁因素;网络管理软件可对连接的网络设备进行监管,检测网络中存在的异常行为,有效防御病毒,从而切实做好气象网络安全防御工作。
1.2网络安全现状
随着现代化气象观测信息的不断增多,自动站长期不间断运行,容易导致网络负载量大,进而增加了局部网络病毒木马入侵的概率,且其对外开放的资源共享端口也容易出现网络堵塞。此外,内部计算机人员的操作不当、对计算机终端安全意识较差的现象普遍存在,这都对气象网络安全造成了严重的威胁。
2气象部门网络安全中存在的威胁
2.1网络安全漏洞
漏洞是气象部门计算机网络安全的重大隐患之一,主要包括操作系统漏洞和硬件产品漏。大多数的木马病毒、非法入侵等都是基于计算机网络中存在的漏洞而对其攻击的,它是网络安全的一大威胁。
2.2内部网络防护措施不完善
气象计算机网络属于独立局域网,根据其具有的工作特性,需要实时对数据进行快速、便捷的传递,但这样容易引起病毒的直接感染。由于防护措施不完善,如果操作某一个被病毒感染的移动硬盘时,会连带服务器及其他电脑同时被感染。此时,即便设有防火墙装置,也阻挡不了网络内部遭受攻击。
2.3恶意代码威胁
需要及时对计算机中安装的软件防护杀毒系统升级和补丁修复。随着网络技术的发展,病毒的破坏力越来越强。如果没有及时制止病毒的入侵,则可能会造成计算机彻底被控制或瘫痪。
2.4网络黑客攻击
网络黑客一般为对计算机网络较为精通的不法分子,他们通过网络操作系统的漏洞对系统进行攻击,可导致系统瘫痪或异常。网络操作系统有多种,常用的为WindowsNT操作系统。因此,该系统已成为网络黑客的重点攻击对象。
2.5操作人员的安全意识较差
部分气象计算机操作人员不具备专业的网络知识,对于计算机网络安全了解不足,存在在计算机上下载其他与气象无关的资源的情况,或通过移动硬盘在局域网内进行各种数据资料的传输,这增加了病毒入侵的概率,容易造成数据丢失或泄露。如果将在Internet上使用过的笔记本电脑连接到气象内部网络中,也可能会增加气象网络病毒入侵的概率。
2.6IP地址冲突
气象部门内部的计算机经常出现IP地址冲突的现象。1台或多台电脑常因测试或其他原因需要临时修改IP地址,但修改后往往没有及时改回,进而造成IP冲突无法联网,这会对气象观测数据的传输等环节造成影响。
2.7缺乏内部网络安全技术人员
目前,由于气象台站受到资金或其他因素的制约,导致气象台站缺乏相关的网络安全专业技术人员。当出现网络故障时,基本是由在职的其他工作人员进行维护的,但网络管理员自身的水平较低,仅可以应付简单的常见网络安全故障,对于专业病毒防御、网络区域设置等关键技术的掌握甚少,出现复杂的网络安全故障无法及时解决,进而影响了台站的正常、稳定运行。
3改善气象部门网络运行环境的措施
3.1加强网络安全管理
应加强气象部门全体人员的计算机网络安全意识,针对重点网络威胁进行分析,并对其可能造成的影响进行估算,从而使更多的职工关注网络安全问题;制订相关的计算机操作和日常网络应用安全规范准则,使全体职工养成良好的上网和工作习惯;对在职的网络管理人员进行技能培训,提高其技能水平,以确保气象业务在良好的环境中进行;引进复合型人才,加强技术人才队伍的培养。网络安全涉及的范围广、信息量大,对人才的需求也较大。因此,可通过参加高新技术学习、开展重点问题交流等途径提高管理人员的业务水平,使他们能担当起气象网络信息安全建设的重任。
3.2科学、合理配置网络安全系统